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Un plan d'actions portant notamment sur des "programmes de R&D ambitieux" sur les sites de production français de micro- et nanoélectronique va être lancé. La contribution publique "devrait se compter en plusieurs centaines de millions d'euros, dont la majorité sera issue de l’emprunt national", nous a précisé Christian Estrosi.
Intégration de l'analogique : la tentation demeure
C'est l'un des plus vieux serpents de mer de la microélectronique : régulièrement, des oiseaux de mauvais augure viennent prophétiser la fin des circuits analogiques et mixtes, condamnés selon eux à finir intégrés dans des composants numériques omniscients. Jusqu'à présent, les ténors de l'électronique analogique leur ont donné tort. Pire : certains d'entre eux, un moment tentés par l'aventure du numérique (on se souvient de l'escapade x86 d'un National Semiconductor ou de l'emphase mise sur les circuits réseaux Wi-Fi chez Intersil), sont vite revenus au bercail. Le premier nommé parla même de « désintégration de l'analogique » au lancement de ses composants en boîtiers-puces ultraminiatures, signifiant par là que l'utilisation de la technologie optimale pour chaque fonction électronique, donc le recours dans un système à de nombreux composants distincts fabriqués dans des technologies différentes, constituait la voie vers l'excellence !
Plusieurs raisons à cette résistance. Tout d'abord, l'analogique demeure une affaire très rentable, en témoignent les rendements affichés par des fabricants comme Linear Technology ou Maxim dont c'est le credo unique ou presque depuis des décennies. Ensuite, c'est un marché plus stable que celui des composants numériques, et moins à même de tanguer à la première crise venue. Enfin, c'est une affaire de spécialistes, où le succès repose davantage sur les épaules d'ingénieurs chevronnés que sur des technologies de pointe au coût exorbitant et au retour sur investissement incertain. Ce ticket d'entrée « humainement » élevé explique le faible nombre de start-up du secteur et la – relative – tranquillité des ténors. Pourtant, aujourd'hui, l'Eldorado de l'analogique vacille. La crise, bien sûr, n'épargne pas les fabricants du secteur, tous touchés, parfois très durement(1) ; mais enfin, la crise n'épargne personne. En revanche, deux phénomènes nouveaux viennent apporter de l'eau au moulin des partisans de l'intégration totale : la montée en puissance des fonderies analogiques et la disponibilité d'outils CAO dédiés.
Bon an mal an, les différents prérequis à une accélération de l'intégration de l'analogique semblent donc doucement se mettre en place sur le long terme. Réciproquement, les fournisseurs de circuits analogiques et mixtes n'ont pas attendu pour, eux-mêmes, intégrer des fonctions numériques au sein de leurs circuits, afin d'en améliorer les performances ou le rapport qualité/prix. A proprement parler, les circuits purement analogiques ont d'ailleurs déjà quasiment disparu : bien rares sont ceux ne disposant pas d'une interface série de commande par exemple. Plusieurs pans de l'analogique souffrent sensiblement de la concurrence de solutions mixtes. Les régulateurs de tension linéaires ont ainsi de moins en moins d'avantages à offrir face aux convertisseurs à découpage à mesure que ces derniers deviennent moins bruyants et plus simples à manipuler – leur rendement généralement supérieur emportant alors la décision. « Et au sein même des contrôleurs DC/DC, la boucle de régulation habituellement analogique peut désormais être entièrement numérique », rappelle Bertrand Campagnie, citant en exemple l'ADP1043 d'Analog Devices. Toujours sous l'influence des considérations énergiques induites par l'avènement de l'électronique portable, les amplificateurs audio fonctionnant en classe D* ont d'ores et déjà remplacé bon nombre d'amplificateurs audio linéaires, que ce soit pour les faibles puissances (1 à 4 W) des radiotéléphones ou pour des systèmes audio-vidéo à encombrement limité (téléviseurs à écrans plats). Au sein des capteurs micro-usinés, le numérique tend aussi à gagner du terrain, que ça soit pour traiter le signal (filtrage numérique) ou au niveau des interfaces.
Autre exemple de l'interpénétration croissante de l'analogique et du numérique : la famille de circuits analogiques programmables PSoC de Cypress Semiconductor. Loin d'être la première tentative de l'industrie en la matière (on citera notamment les dpASP et FPAA d'Anadigm et les ispPAC de Lattice, ces derniers ayant été classés sans suite il y a deux ans, sans oublier les circuits de la gamme Fusion d'Actel ou les réseaux structurés mixtes de Triad Semiconductor – voir encadré), il s'agit en revanche de la première à connaître un grand succès commercial : l'Américain vient tout juste de livrer son 500 millionième PSoC ! « Je crois que nous verrons de plus en plus souvent des circuits embarquant par exemple des fonctions analogiques avancées, un cœur de DSP pour le filtrage numérique et un microcontrôleur pour la gestion de l'application », estime d'ailleurs Ata Khan, vice-président de l'équipe technique chez Cypress.
* cf lexique page 35
(1) National entend réduire sa masse salariale de 26 %, Texas Instruments, de 12 %, et tous les fabricants enregistrent de fortes diminutions de leurs revenus.
(2) Développée et promue par la Si2 (Silicon Integration Initiative), OpenAccess est une base de données de référence, associée à une API standard et ouverte pour s'interfacer aux données de conception, et qui se
distingue par son interopérabilité et par un simple échange d'informations.
(3) A ne pas confondre avec les PCells qui sont basés sur le langage de programmation propriétaire SKILL de Cadence.
Selon la société d'analyse Databeans, les ventes mondiales de circuits analogiques et mixtes ont atteint 35,6 milliards de dollars en 2008, en très légère baisse (- 2 %) par rapport à 2007. Un marché toujours tourné régionalement vers la zone Asie-Pacifique qui absorbe 54 % des ventes, tandis que le Japon est la seule zone ayant bénéficié d'une croissance, de l'ordre de 3 %. Parmi les catégories de circuits se détachent les circuits standard dédiés (ASSP) communications (typiquement les circuits combinant traitement analogique des données et gestion d'alimentation au sein des téléphones portables), avec 8,1 milliards de dollars de ventes en 2008, devant les circuits de gestion de puissance (7,6 milliards de dollars). Côté fabricants, Texas Instruments continue de dominer l'industrie avec une part de marché de 14 % (mais un chiffre d'affaires en baisse de 5 %), devant STMicroelectronics (11 %), Infineon Technologies (8 %), Analog Devices et NXP Semiconductors. Suivent National Semiconductor, Maxim, Linear Technology, Freescale Semiconductor, RF Micro Devices, Renesas Technology, ON Semiconductor, Skyworks Solutions, CSR et Intersil.
- Les incursions des fournisseurs de logique programmable sur le terrain de l’analogique et du mixte ne se résument pas au succès commercial de Cypress et à l’échec de Lattice. Actel revendique en effet lui aussi une certaine réussite pour sa famille Fusion qui se veut la première “ vraie ” famille de prédiffusés programmables mixtes – ou systèmes sur une puce programmables comme préfère les appeler l’Américain. Introduite en 2005, cette famille comprend quatre réseaux intégrant de 90 000 à 1,5 million de portes configurables, un cœur de processeur Cortex-M1 (sauf sur le plus petit modèle), un CAN 12 bits 600 kéch/ s et d’autres fonctions analogiques. De nombreux kits de développement sont disponibles suivant les applications visées.
- Côté circuits spécifiques traditionnels, si l’offre s’est restreinte comme peau de chagrin tant du fait d’incompatibilités technologiques que du manque d’outils ad hoc, la jeune pousse américaine Triad Semiconductor tente depuis quelques années de relancer le concept avec ce que l’on peut considérer comme des réseaux structurés mixtes. Analogues dans leur concept aux réseaux structurés logiques chers à ChipX, ces circuits intègrent des fonctions logiques et analogiques de base prédiffusées et sont personnalisables au niveau de la dernière couche d’interconnexion. Les derniers-nés, regroupés dans la famille Mocha, intègrent en plus un cœur de processeur Cortex-M0 (voir EI n° 687). F.G.